高考物理年年必考的十大热点问题破解之道7静电场问题破解之道六种方法包万象

解析 从半径为 R的圆环上取一微元电荷q,微元电荷到P点连线的距离为l Jr2d2,设微元电荷和 p点连线与x轴正方向夹角为,则该微元电荷产生的场强Eo k-q k——解析 从半径为 R的圆环上取一微元电荷q,微元电荷到P点连线的距离为l Jr2d2,设微元电荷和 p点连线与x轴正方向夹角为,则该微元电荷产生的场强Eo k-q k——JLR2d21kq、,方向与xR2 d2轴正方向夹角为所示。 Q可以分成无数个这样的微元电荷q,每个微元电荷q在P点产生的场强大小都为q在垂直于x轴方向上的合场强为0,所以Q在P点产生的场强Ei为各个微元电荷生的场强Eo在x轴方向的量之和EiE0cosR2d2、rd2d2kd2 23,RdkQd, 2 23.RdEokq0且方向与x轴正方向夹角为 ，根据对称性可得各个微元电荷R2d2轴正方向；同理可得一同理可得一Q在P点产生的场强E2।kQd,方向沿x轴负方向;■ 2 .23.rd得E1E2EE2E1kQd1EE2E1kQd12 ,23rd12 23,R2d2,方向沿x轴负方向，所以B选项正确。答案点评解决本题的关键就是通过微元法在半径为R点评解决本题的关键就是通过微元法在半径为R和r的均匀带电圆环取一微元电荷akQqakQqA.——,万向向上R2q,将求解非点电荷的电场强度问题转化成了求解点电荷的电场强度问题，从而使问题得解。针对训练4如图9所示，一个均匀的带电圆环，带电荷量为 Q半径为R,放在绝缘水平桌面上。圆心为O点，过O点作一竖直线，在此线上取一点A,使A到O点的距离为R,在A点放一检验电荷+q,则十q在A点所受的电场力为■ ,2kQqB. 二,万向向上4R

D.不能确定c.kQq,D.不能确定4R2五、整体隔离法X图10例5（2015年高考浙江卷）如图10所示，用两根长度相同的绝缘细线把一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的M丽点,A上带有Q=3.010-6C的正电荷。两线夹角为120°,两线上的拉力大小分别为巳和F2oA的正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B,B与绝缘支架的总质量为0.2kg（重力加速度取g10m/s2；静电力常量k9.0109Nm2/C2,ABX图10A.支架对地面的压力大小为2.0NB.两线上的『拉力大小F1=F2=1.9NC.将B水平右移，使MAB在同一直线上，此时两线上的拉力大小为F1=1.225N,F2=1.0ND.将B移到无穷远处，两线上的拉力大小 F1=F2=0866N解析取B和支架整体为研究对象，受力分析得地面的支持力FN=GB—k驾竺2N0.9N1.1N，所以A选项错误；隔离A受力分析，A受竖直向r下的重力，竖直向下的库仑力和两线上的拉力，如果将重力和库仑力等效为一个力 F,则F=F=GA,qaQbk—2—=1Nr0.9N=1.9N,等效后，等效力F,两线拉力这三力夹角正好为120°,所以三力大小相等，所以两线上的厂拉力F1=F2=F=1-9N,所以B选项正确；将B，一.一 ,,一一、、, 03一水平右移，使MABfe同一直线上，由几何关系得两小球的距离变为 r10.6m,sin300此时将拉力R和库仑力等效为一个力，等效力、拉力 F2和重力Ga这三力夹角正好也为1200,所以三力大小相等，有F「kUA2B=GA=F2,解得F1=1.225N,F2=1.0.N,r所以C选项正确；将B移到无穷远处则库仑力为0,则两线上拉力大小F[=F2=Ga=1.0N,所以D选项错误。答案BC点评解决本题的关键就是先用整体法选 B和支架为研究对象得到了地面的支持力， 再

利用隔离法选取A球为研究对象，然后受力分析，再根据平衡条件从而使问题得解。针对训练5（2015年高考华中师大附中模拟） 用等长的两根轻质细线把两个质量相等的带电小球a、b悬挂起来，a带正电，b带负电，两电荷电荷量关系为qa3qb,平衡时如图11中左图所示，如果加一水平向右的匀强电场，最后达到平衡状态，设加匀强电场前后ab之间的绳始终处于拉伸状态。则达到平衡状态的图可能是图中的C图图11中左图所示，如果加一水平向右的匀强电场，最后达到平衡状态，设加匀强电场前后ab之间的绳始终处于拉伸状态。则达到平衡状态的图可能是图中的C图11六、极端思维法例6（2010年高考福建卷）物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证,有时只需要通过一定的分析就可以判断结论是否正确。如图 12所示为两个彼此平行且共轴的半径分别为R1和~2的圆环，两圆环上的电荷量均为 q（q>0）,而且电荷均匀分布。两圆环的圆心。1和。2相距为2a,联线的中点为O轴线上的A点在O点右侧与O点相距为r（r<a）。试分析判断下列关于A点处电场强度大小E的表达式（式中k为静电力常量）正确的是（ ）A.EkqRB.EC.ER21 arkqR13_2 22R21 ar2kqaA.EkqRB.EC.ER21 arkqR13_2 22R21 ar2kqaR21 aR22arkqR2R22图12kqaR2 a2D.Ekqar kqarD.E3 32 22 2 22R1arRar解析我们可以取极端情况，当R1和R2都为0时，可将两带电圆环看成点电荷，根据点电荷的场强公式和电场叠加原理可得 A岚的场强Ekqkq2 2ararE=0,CE=0,C选项为Ri=0和R2=0分别代入ABC明个选项，A丽选项为kqkqararkq2arkq2ar,所以本题的正确选项为 Do答案D点评解决本题的关键就是选取R=0和R2=0的极端情况，使不能用常规公式求解的非点荷电场问题转化成了可以利用常规公式求解的点电荷电场问题，从而使问题得解。针对训练6图示13为一个内、外半径分别为R和R的圆环状均匀带电平面， 其单位面积带电量为。取环面中心O为原点，以垂直于环面的轴线为 x轴。设轴上任意点P到O点的的距离为x,P点电场强度的大小为 点的的距离为x,P点电场强度的大小为 E。下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E,量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E,但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,E的合理表达式应为A.R1,x2 R12R分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断,E的合理表达式应为A.R1,x2 R12R2

,x2 R22B.1,x2 R22C.R1x2 r2x r\1R2/ R2x R2图13D.1D.12 R221,2 2x R1通过以上分析表明，“年年考电场，年年有新意，看似千变万化，方法千篇一律”这是历年高考静电场选择题的